Исследование эффективности разрушения железобетонных конструкций газогенераторами типа ГХП Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

затрат на 10-15 % при последующем переделе взорванной горной массы.

------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кошелев Э.А. Взаимодействие волн напряжений при взрыве двух скважинных зарядов. ФТПРПИ, 1983, №1, с. 52-59.

2. Потапов А.И., Репин Н.Я. Использование энергии взрыва для повышения эффективности рудоподготовки и обогащения железных руд. Развитие техники и технологии рудоподготовки в горной металлургии. - М.: Недра, 1983.

3. Ханукаев А.Н. Энергия волн напряжений при разрушении пород взрывом. - М.: Госгортехиздат, 1962.

4. Боровиков В.А., Ванягин И.Ф. Сб. Взрывное дело. М., 1976, №76/33.

5. Тимошенко С.П., Гудьер Дж., Теория упругости. - М.: Наука, 1979.

|— Коротко об авторах---------------------------------------

Анисимов В.Н. - Московский государственный горный университет.

--------------------------- © М. Г. Горбонос, В. А. Белин,

Е. А. Мамонов, А.Ю. Дмитриев, О.Н. Кирсанов, 2007

М.Г. Горбонос, В.А. Белин, Е.А. Мамонов,

А.Ю. Дмитриев, О.Н. Кирсанов

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРУШЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ГАЗОГЕНЕРАТОРАМИ ТИПА ГХП

Газогенераторы хлоратные патронированные (ГХП), предназначены для создания необходимого давления в

шпуре за счет сгорания состава на основе хлората натрия и углеводородов для отделения блочного камня и щадящего разрушения природных и искусственных объектов и других подобных работ на земной поверхности и в забоях подземных горных выработок в шахтах, не опасных по газу и пыли, в температурном диапазоне окружающей среды от -30 °С до + 50 °С. Основные физико-химические и эксплуатационные характеристики ГХП приведены в таблице.

Целью настоящей работы является определение в промышленных условиях рациональных параметров использования ГХП в шпурах (расхода газогенерирующего состава и схем размещения) и оценка экономической эффективности их применения при разрушении железобетонных и бетонных конструкций.

Лабораторно-полигонные испытания ГХП проводились в производственных условиях ООО «СМУ-5 Мосметростроя» с целью разрушения части бетонной обделки на месте ведения работ по строительству пересадочного узла со ст. «Сретенский бульвар» на ст. «Чистые пруды».

В качестве объекта разрушения при испытаниях были выбраны железобетонные блоки типа «ФБС» размером

0,6х0,6х2,4 м. Для размещения ГХП в разрушаемых блоках перфоратором бурились шпуры диаметром 30-35 мм. Глубина шпуров и схема их расположения на блоке выбирались и уточнялись в процессе проведения экспериментов (рис. 2-4).

На месте проведения работ по разрушению железобетонных конструкций на ГХП были установлены пусковые устройства (ПУ). К проводам ПУ были надежно прикручены удлинительные

Рис. 1. Общий вид газогенератора хлоратного патронированного

Таблица 1

Основные физико-химические и эксплуатационные характеристики газогенератора хлоратного патронированного

Наименование параметров Показатели

Расчетные

1. Коэффициент избытка окислителя 0,9 - 1,5

2. Работоспособность продуктов сгорания (ОТ), кДж/кг 417-755

3. Объем газов, л/кг 417-755

- в т.ч. ядовитых в пересчете на СО, л/кг в пределах ПДК

Экспериментал ьные

1. Плотность насыпная в патроне ГХП, г/см3 0,9-1,55

2. Скорость горения состава (при Р = 0,1 МПа), мм/с 0,7-1,1

4. Водостойкость (в герметичной упаковке), ч. Не менее 72

5. Чувствительность к удару по ГОСТ 4545-88 - 0

частость взрывов, %

6. Чувствительность к трению по ОСТ 84-895-83, нижний 0

предел МПа, более

7. Температура интенсивного разложения, °С Более 600

8. Чувствительность:

- к лучу огня от ОШ Не чувствителен

- к ЭД-8, КД-8, нити ДШ Не чувствителен

провода, рассчитанные на размещение ГХП в зарядной полости (шпуре) на заданной глубине с запасом 0,5 м, соединения (сростки) проводов тщательно изолировались с помощью специальных шахтных зажимов. Перед установкой ПУ на ГХП каждое пусковое устройство проверялось на сопротивление прибором ХН 2570, допущенным Ростехнадзором.

Монтаж пусковых устройств на ГХП, забойка и монтаж электрической цепи выполнялись под руководством представителей кафедры «Разрушения горных пород взрывом» МГГУ и ООО «СМУ-5 Мосметростроя», прошедших инструктаж по свойствам и особенностям ГХП, правилам работы и мерам безопасности при обращении с ними. Работы проводились в соответствии с требованиями «Руководства по применению при отделении блочного камня и щадящего разрушения природных и искусственных объектов» (КР-7275-001-55254696-03) и «Программы и методики лабораторнополигонных испытаний газогенераторов хлоратных патро-нированных (ГХП) для разрушения природных и искусственных объектов в производственных условиях ООО «СМУ-5 Мосметростроя», разработанных кафедрой РГПВ МГГУ и согласованных с с Московским МТУ Ростехнадзора.

После установки ПУ и окончания сборки ГХП производилась проверка сопротивления цепи электровоспламенителя с использованием контрольно-измерительного прибора ХН 2570, допущенного Ростехнадзором к постоянному применению. Готовые к применению ГХП до установки в шпуры хранились в вертикальном положении в течение производства подготовительных работ. При этом провода от ПУ были свернуты в буртики и замкнуты.

Установка ГХП в вертикальные и наклонные шпуры проводилась следующим образом: на дно шпура помещался забоечный материал на 0,5 длины корпуса ГХП который подпрессовывался забойником, изготовленным из дерева. После чего до упора в забойку устанавливался ГХП. Свободная часть шпура заполнялась забойкой, которая также подпрессовывалась. Во избежание перебивания забойником и скручивания в шпуре выводные провода от ПУ придерживались в слегка натянутом состоянии. В качестве забойки применялась смесь глины с цементом и песок. В

устье шпура устанавливались деревянные клинья. В соответствии с принятой схемой размещения в каждом шпуре было установлено по одному ГХП массой 50 г.

Аналогичным образом производилось заряжание горизонтальных (наклонных) шпуров.

После установки каждого ГХП производилась проверка сопротивления электровоспламенителя пускового устройства, провода ПУ последовательно соединялись в электрическую цепь, и с безопасного места производилась проверка ее сопротивления.

В качестве источника тока для подачи импульса тока на пусковое устройство ГХП применялась допущенная Ростехнадзором к постоянному применению взрывная машинка конденсаторного типа КПМ-3.

Подход к месту разрушения железобетонных блоков осуществлялся только с разрешения руководителя, проверившего полноту сгорания ГХП, но не ранее, чем через 5 минут после срабатывания ГХП. При проведении испытаний отказов зарегистрировано не было.

Безопасное расстояние при разрушении железобетонных блоков с использованием ГХП было принято ~ 50 м.

Работы проводились на трех одинаковых блоках типа «ФБС». При этом на каждом блоке была принята своя схема расположения шпуров.

Блок № 1. На данном блоке было размещено четыре шпура, расположенных на одной линии (рис. 2).

После срабатывания газогенераторов на блоке сформировалась трещина по линии расположения шпуров шириной до 100 мм (рис. 3). При этом блок сместился на 200 мм.

Блок № 2. На данном блоке было пробурено 3 шпура. 2 шпура располагались по схеме вертикального вруба, а 1 шпур был пробурен с торца блока (рис. 4).

После срабатывания газогенераторов в рабочей зоне врубовых шпуров бетон был раздроблен без разлета отдельных кусков. Предполагается, что при размещении врубовых шпуров горизонтально произойдет выброс породы с образованием свободной поверхности. При срабатывании

газогенератора в торцевом шпуре произошло разрушения блока на три сегмента с образованием трещин между ними до 30 мм (рис. 5).

Рис. 2. Схема расположения шпуров на блоке № 1

Рис. 3. Характер разрушения блока ЛЬ 1

70

\ /

\ / 30 .[ 30 п

Рис. 4. Схема расположения шпуров на блоке № 2

Рис. 5. Характер разрушения блока № 2

Блок № 3. На данном блоке был пробурен 1 шпур с торца блока (рис. 6).

Рис. 6. Схема расположения шпуров на блоке № 3

166

Рис. 7. Характер разрушения блока № 3

После срабатывания газогенератора в шпуре произошел откол части блока по линии наименьшего сопротивления.

Выводы

1. Лабораторно-полигонные испытания подтвердили техническую и экономическую эффективность и безопасность использования ГХП при разрушении искусственных объектов (железобетонных конструкций).

2. Разрушение объектов происходит без разброса кусков породы, формирования и распространения ударновоздушной волны, выброса ядовитых газов и продуктов сгорания.

3. Подтверждена возможность применения ГХП для производства специальных взрывных работ при обрушении зданий и сооружений из железобетонных и бетонных конструкций.

------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Газогенератор хлоратный патронированный (ТУ 7275-00155254696-03), 2003.

2. Газогенератор хлоратный патронированный (ГХП) «Руководство по применению при отделении блочного камня и щадящего разрушения природных и искусственных объектов» (КР-7275-001-55254696-03), 2003.

3. Программа и методика лабораторно-полигонных испытаний газогенераторов хлоратных патронированных (ГХП) для разрушения природных и искусственных объектов в производственных условиях ООО «СМУ-5 Мосметростроя», 2006.

і— Коротко об авторах----------------------------------------

Горбонос М.Г., В.А. Белин, Мамонов Е.А., Дмитриев А.Ю. - Московский государственный горный университет,

Кирсанов О.Н. - ФГУП РНЦ «Прикладная химия», г. Санкт-Петербург.

----------------------------- © С.Н. Жаворонко, В.В. Стадник,

2007

С.Н. Жаворонко, В.В. Стадник

ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗРЫВНОГО ДРОБЛЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ БЛОКОВ ПРИ РАЗНЫХ УДЕЛЬНЫХ РАСХОДАХ

Г¥ри добыче щебня на карьерах одним из главных па-■ I раметров, определяющих технико-экономические показатели этой добычи, является величина выхода отсева -кусков породы размером менее 10 мм.

Закономерности суммарного выхода этой фракции на каждом карьере устанавливаются по результатам опытнопромышленных исследований и промышленного ведения работ и составляют обычно 20-25 % от всего объема добытой горной массы. Причем, о влиянии взрывных работ на выход